本实用新型专利技术公开了具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器，涉及微波通信的技术领域，通过在四分之一模基片集成波导谐振腔的上层金属板上蚀刻L型谐振槽，利用开槽扰动的模移技术，使四分之一模基片集成波导谐振腔的谐振基模移动到低频处。基于此，本实用新型专利技术利用蚀刻L型槽的谐振腔通过不同缝隙耦合方式设计了两款中心频率为2.6GHz，相对带宽为8.6％的带通滤波器，且在通带外的上下阻带给出了传输零点，提高了滤波器的选择性。Ⅰ型滤波器对称放置两个谐振腔，具有良好的阻带抑制特性与更小的结构尺寸。Ⅱ型滤波器将两个谐振腔相互颠倒放置，具有更高的选择性与带外衰减特性。相对于传统的多层结构，本实用新型专利技术结构简单，加工方便。方便。方便。
【技术实现步骤摘要】
具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器
[0001]本技术涉及微波通信的
，具体是具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器。
技术介绍
[0002]随着现代无线通信系统的高速发展和日臻成熟，作为其重要组成部分的滤波器也引起了广泛的关注和研究。在传统的低频设计中，微带结构滤波器的尺寸较大，品质因数较低。在毫米波频段中，微带结构的无源器件存在着插入损耗较大、加工困难等问题；另外，虽然传统的金属波导结构损耗较低，但是存在着结构复杂、设计困难、尺寸较大和无法平面集成等问题。因此，基片集成波导技术在微波毫米波频段具有的优势引起了人们的广泛关注。
[0003]由基片集成波导技术所设计的滤波器具有插入损耗小、选择性高和低成本加工等优点，在各种通信系统中有着广泛的应用。目前引起广泛关注的5G微波毫米波通信系统，特别是大规模的MIMO系统，微波毫米波前端模块对电路的损耗、尺寸以及加工精度提出了更高的要求。由此可见，设计与开发出具有小型化，低损耗，高选择性的基片集成波导滤波器成为了重要的研究热点。
[0004]但由于基片集成波导结构本身存在截止频率，设计出来的滤波器尺寸通常较大，较大的尺寸影响基片集成波导结构的使用，使得难以与现代小型化通信系统相兼容。为了解决这一问题，研究人员提出了多种实现基片集成波导结构小型化的方法。例如：沿着电磁场的等效磁壁切割 SIW(基片集成波导)结构；在垂直方向上进行耦合的多层结构；谐振腔与小型化结构单元相结合的设计方法；以上方法的交叉混合使用以及采用 LTCC(低温共烧陶瓷)工艺等。然而，现有技术中的滤波器在小型化和高选择性方面做得还不够理想。
技术实现思路
[0005]为解决上述问题，即解决上述
技术介绍
提出的问题，本技术提出了具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器，包括介质基片，所述介质基片的上表面设置有上金属层，所述介质基片的下表面设置有下金属层，所述上金属层分隔成两个金属片，所述介质基片中设置有多个金属通孔，且金属通孔贯穿金属片、介质基片和下金属层，每个所述金属片通过金属通孔与下金属层连接形成四分之一模基片集成波导谐振腔，多个所述金属通孔分布在四分之一模基片集成波导谐振腔的磁壁处，所述四分之一模基片集成波导谐振腔的两侧分别连接有输入微带线和输出微带线；
[0006]所述金属片上靠近金属通孔的一侧蚀刻有L形槽结构，所述L形槽结构包括长直线型槽线和短直线型槽线交叉构成；
[0007]两侧所述四分之一模基片集成波导谐振腔的缝隙耦合方式为平行对称放置，两侧所述四分之一模基片集成波导谐振腔缝隙耦合形成槽线，所述槽线长度为8.2mm，宽度为0.8mm，所述介质基片的尺寸为17*10mm。
[0008]本技术的进一步设置为：所述长直线型槽线和短直线型槽线交叉角度为90
度，所述短直线型槽线长度为4.6mm，长直线型槽线长度为 6.7mm，所述长直线型槽线和短直线型槽线的槽线宽度均为0.4mm。
[0009]本技术的进一步设置为：所述输入微带线和所述输出微带线的宽度均为2mm，所述输入微带线和所述输出微带线距离四分之一模基片集成波导谐振腔开放侧边界的距离均为1.3mm。
[0010]具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器，包括介质基片，所述介质基片的上表面设置有上金属层，所述介质基片的下表面设置有下金属层，所述上金属层分隔成两个金属片，所述介质基片中设置有多个金属通孔，且金属通孔贯穿金属片、介质基片和下金属层，每个所述金属片通过金属通孔与下金属层连接形成四分之一模基片集成波导谐振腔，多个所述金属通孔分布在四分之一模基片集成波导谐振腔的磁壁处，所述四分之一模基片集成波导谐振腔的两侧分别连接有输入微带线和输出微带线；
[0011]所述金属片上靠近金属通孔的一侧蚀刻有L形槽结构，所述L形槽结构包括长直线型槽线和短直线型槽线交叉构成；
[0012]两侧所述四分之一模基片集成波导谐振腔的缝隙耦合方式为对称颠倒放置，两侧所述四分之一模基片集成波导谐振腔缝隙耦合形成槽线，所述槽线长度为8.2mm，宽度为0.9mm，所述介质基片的尺寸为17*11.9mm。
[0013]本技术的进一步设置为：所述长直线型槽线和短直线型槽线交叉角度为90度，所述短直线型槽线长度为4.6mm，长直线型槽线长度为 6.7mm，所述长直线型槽线和短直线型槽线的槽线宽度均为0.4mm，
[0014]本技术的进一步设置为：所述输入微带线和所述输出微带线的宽度均为2mm，所述输入微带线和所述输出微带线距离四分之一模基片集成波导谐振腔开放侧边界的距离均为1.3mm。
[0015]本技术的进一步设置为：所述的介质基片的相对介电常数为6.15，其厚度为1.27mm，其正切损耗是0.0019，其铜镀层的厚度为35um。
[0016]本技术的有益技术效果为：本技术所提滤波器采用在两个上层金属板蚀刻L型槽结构的四分之一模基片集成波导谐振腔通过缝隙耦合，可实现将基片集成波导结构基本模式移动到低频处的功能，从而实现小型化的设计目的；并且，L型槽结构还可以为滤波器提供带外对称的传输零点，以此提高滤波器的选择性。因此，本技术提出的两种滤波器具有体积小，选择性高的特性。非常适合移动宽带通信，集成于发射机和接收机的前端，以减轻有效载荷的重量。
附图说明
[0017]图1示出了本技术的Ⅰ型具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器的上表面的结构示意图。
[0018]图2示出了本技术的Ⅱ型具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器的上表面的结构示意图。
[0019]图3示出了本技术的Ⅰ型具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器的仿真结果与实际测试图。
[0020]图4示出了本技术的Ⅱ型具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器的仿
真结果与实际测试图。
[0021]附图标记1、输入微带线，2、输出微带线，3、介质基片，4、金属通孔，5、四分之一模基片集成波导谐振腔，6、长直线型槽线，7、短直线型槽线，8、L形槽结构，9、槽线。
具体实施方式
[0022]下面参照附图来描述本技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本技术的技术原理，并非旨在限制本技术的保护范围。
[0023]参照图1和图2，本技术的具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器，根据不同的缝隙耦合方式可分为Ⅰ型和Ⅱ型滤波器，两侧四分之一模基片集成波导谐振腔5的缝隙耦合方式为平行对称放置形成Ⅰ型滤波器，两侧四分之一模基片集成波导谐振腔5的缝隙耦合方式为平行对称放置形成Ⅱ型滤波器，Ⅰ型和Ⅱ型滤波器具有不同的传输特性，两种滤波器其电路结构均包括介质基片3，覆盖于介质基片的金属片、下金属层，在介质基片中贯穿于上下金属基板的金属通孔4，输入端馈线1、输出端馈线2、以及分别蚀刻于两个谐振腔上金属层的L型槽结构 8。
[0024]滤波器的谐振腔上金属层均本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器，包括介质基片(3)，其特征在于：所述介质基片(3)的上表面设置有上金属层，所述介质基片(3)的下表面设置有下金属层，所述上金属层分隔成两个金属片，所述介质基片(3)中设置有多个金属通孔(4)，且金属通孔(4)贯穿金属片、介质基片(3)和下金属层，每个所述金属片通过金属通孔(4)与下金属层连接形成四分之一模基片集成波导谐振腔(5)，多个所述金属通孔(4)分布在四分之一模基片集成波导谐振腔(5)的磁壁处，所述四分之一模基片集成波导谐振腔(5)的两侧分别连接有输入微带线(1)和输出微带线(2)；所述金属片上靠近金属通孔(4)的一侧蚀刻有L形槽结构(8)，所述L形槽结构(8)包括长直线型槽线(6)和短直线型槽线(7)交叉构成；两侧所述四分之一模基片集成波导谐振腔(5)的缝隙耦合方式为平行对称放置，两侧所述四分之一模基片集成波导谐振腔(5)缝隙耦合形成槽线(9)，所述槽线(9)长度为8.2mm，宽度为0.8mm，所述介质基片(3)的尺寸为17*10mm。2.根据权利要求1所述的具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器，其特征在于：所述长直线型槽线(6)和短直线型槽线(7)交叉角度为90度，所述短直线型槽线(7)长度为4.5
‑
4.7mm，长直线型槽线(6)长度为6.6
‑
6.8mm，所述长直线型槽线(6)和短直线型槽线(7)的槽线宽度均为0.3
‑
0.5mm。3.根据权利要求1所述的具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器，其特征在于：所述输入微带线(1)和所述输出微带线(2)的宽度均为2mm，所述输入微带线(1)和所述输出微带线(2)距离四分之一模基片集成波导谐振腔(5)开放侧边界的距离均为1.3mm。4.根据权利要求1所述的具有小型化和高选择性的基片集成波导滤波器，其特征在于：所述的介质基片(3)的相对介电常数为6.15，其厚度为1.27mm，其正切损耗是0.0019，其铜镀层的厚度为35um。5.具有小型化和...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，王远，南敬昌，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：新型
国别省市：
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